Estudo do Estado Gasoso

Mergulhadora e tartaruga acima de um recife de corais nas ilhas Caimã

Teoria Cinética dos Gases

Você sabia?

Que a palavra gás é originada do latim chaos? O termo foi criado pelo médico e químico flamengo Van Helmont. Gás é definido, portanto, como um fluido que pode ser comprimido infinitamente e que assume a forma do recipiente que contiver.

Vamos assistir um vídeo:

Programa: Aí tem Química

Episódio: Teoria Cinética dos Gases

Produção: Pontifícia Universidade do Rio de Janeiro

( PUC – RIO )

http://www.youtube.com/watch?v=WxR3m5Ncg-g

Ar e atmosfera

“Além do mais, nós já estamos submersos ! A atmosfera é como se fosse um grande oceano

sobre as nossas cabeças”

Bruno / Personagem do vídeo

O que é atmosfera?

Atmosfera

do Grego: Atmo = ar

Camada gasosa que envolve a terra

Lei de Boyle

“O volume de um gás varia inversamente com a pressão aplicada a ele. Ou seja,

quanto maior a pressão, menor o volume. E quanto menor a pressão, maior o

volume”.

Joel / Personagem do vídeo

“No pneu você foi aumentando a quantidade de ar lá dentro, ou seja,

mais ar no mesmo volume, logo, mais pressão”.

Joel / Personagem do vídeo

Pressão Atmosférica

“Trata-se da pressão exercida pela atmosfera em um determinado ponto. É a força por unidade de

área exercida pelo ar contra uma superfície”.

Luiza / Personagem do vídeo

Comprovação da Pressão Atmosférica

Pressão atmosférica

“Mas eu reparei um detalhe na Lei de Boyle ( … ) a temperatura

também interfere na pressão dos gases”?

Luiza / Personagem do vídeo

Aumentando a Temperatura

Para uma massa fixa de gás mantido o volume constante

Aumenta o grau de agitação molecular Energia Cinética

Aumenta o número de choques entre as moléculas

Aumenta a Pressão exercida pelo Gás

Teoria Cinética dos Gases

“( … ) As partículas do ar também estão se chocando permanentemente contra o lado externo do pneu, contra a lataria dos carros, contra seu corpo. É a pressão atmosférica”.

Joel / Personagem do vídeo

Teoria Cinética dos Gases

Por que as partículas de gás não se depositam no solo pela ação da

gravidade?

Teoria Cinética dos Gases

Cientificamente admite - se que:

Todo gás é formado por partículas minúsculas que se movimentam

velozmente, de modo livre e desordenado

Teoria Cinética dos Gases

Por que os gases podem ser comprimidos e por que se

expandem e se contraem com a variação de temperatura?

Admite-se que as moléculas dos gases estão:

Muito afastadas umas das outras- Há muitos espaços vazios entre as

moléculas

Teoria Cinética dos Gases

Por que um gás exerce pressão uniforme nas paredes do recipiente que o contém?

O choque das partículas com o recipiente que as contém,

origina a pressão do gás

Teoria Cinética dos Gases

Admite-se que o choque que ocorre entre duas partículas

é perfeitamente elástico

Teoria Cinética dos Gases

A pressão do gás depende do número de partículas

e da temperatura.

Teoria Cinética dos Gases

A Energia Cinética Média das partículas que constituem o

gás é proporcional á temperatura

Teoria Cinética dos Gases

Um gás que obedeça a todos os postulados da Teoria Cinética dos

Gases é chamado de:

“Gás Perfeito ou Ideal”

Explicação do comportamento dos gases de acordo com a Teoria Cinética

Influência da pressão

Influência da Temperatura

O volume de um gás

O estado de um gás depende de três variáveis:

Pressão

Volume

Temperatura

PRESSÃO: UNIDADES

PRESSÃO: UNIDADES

Volume

Volume

Temperatura

Temperatura

Há três mudanças de estado importantes:

Transformação Grandeza constante

Conhecida como Lei de

ISOTÉRMICA temperatura Boyle - Mariotte

ISOBÁRICA pressão Charles - Gay Lussac

ISOCÓRICA volume Charles - Gay Lussac

Transformações gasosas

LEI DE BOYLE - MARIOTTE

Robert Boyle

(1627 – 1691)

“Numa transformação em temperatura constante, o volume V ocupado por uma dada massa de um gás é inversamente

proporcional à pressão P a que ela está submetida.”

A lei de Boyle e a transformação isotérmica

P1= 1 atmV1 = 2 L

Estado inicial

P2 = 2 atmV2 = 1 L

Estado finalP .V = K

P1 . V1 = P2 . V2

A lei de Boyle e a transformação isotérmica

P1= 1 atm

V1 = 2 L

Estado inicial

P2 = 2 atm

V2 = 1 L

Estado final

P .V = K

P1 . V1 = P2 . V2

Graficamente, temos:

Interpretação:

Suponha um recipiente dotado de êmbolo móvel:

V

P

T = cte.

Uma vez que T é constante, o grau de agitação molecular não se altera.

Então, se dobrarmos a pressão sobre o êmbolo...

2 P

V / 2 ... o volume cai à metade!

T = cte.

P x V = 2 P x V / 2

Lei de Boyle

GRÁFICOS

ISOTERMA

O PRODUTO (PV) É

CONSTANTE

P P x V

V P

Exercícios de fixação:

01. Um gás ocupa um volume de 0,76 L sob pressão de 125mmHg. Na mesma temperatura, qual será o volume(L) ocupado se a pressão mudar para 0,1 atm?

T = Constante, Lei de Boyle

V1 = 0,76 L

P1 = 125mmHg Estado 1 Estado 2P2 = 0,1 atm = 76 mmHg

V2 = ?

P1.V1 = P2.V2

Aplicando a lei de Boyle:

125. 0,76 = V2 . 76

V2 = 1,25 L

Exercícios de fixação:

02. Em um cilindro com êmbolo móvel, mantido a 30°C, há 400 cm3 de gás à pressão de 1,0 atm. Reduzindo a pressão para 152 mmHg. Qual o volume que o gás ocupará em litros?

T = Constante, Lei de Boyle

V1 = 400 cm3

P1 = 1atm = 760mmHg Estado 1 Estado 2P2 = 152 mmHg

V2 = ?

P1.V1 = P2.V2

Aplicando a lei de Boyle:

760. 400 = V2 . 152

V2 = 2000 cm3 = 2 L

Outra forma de resolver a questão anterior:

Se P2 = 1 P1

5 Então V2 = 5V1

V2 = 5 X 400 = 2000cm3

Em palavras: Em temperatura constante se a pressão final do gás foi reduzida em cinco vezes da inicial, o volume final aumentará em cinco vezes do volume inicial.